(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の穴径のマスク穴パターンを有するレーザ加工用マスクを高精度に、かつ、歩留まり良く製造することのできるレーザ加工用マスクを提供する。【解決手段】異なるマスク穴の配列パターンを有する列を複数列備えたレーザ加工用マスク３１であって、前記複数列の一の列に対応する位置には所定の穴径を有するマスク穴３４の列が形成され、前記複数列の他の列に対応する位置には連続する窓穴３５が形成されたマスクシート３２を有し、前記複数列の列毎に前記マスク穴の列の位置が異なる複数のマスクシートが積層されて形成される。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なるマスク穴の配列パターンを有する列を複数列備えたレーザ加工用マスクであって、
前記複数列の一の列に対応する位置には所定の穴径を有するマスク穴の列が形成され、前記複数列の他の列に対応する位置には連続する窓穴が形成されたマスクシートを有し、前記複数列の列毎に前記マスク穴の列の位置が異なる複数のマスクシートが積層して形成されることを特徴とするレーザ加工用マスク。
【請求項２】
前記窓穴は、マスク穴の列が露出する寸法に設定されることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工用マスク。
【請求項３】
前記マスクシートを積層するためのマスクホルダーを有することを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザ加工用マスク。
【請求項４】
前記マスクシートは、前記マスクホルダーに備えた固定ピンに挿通させるためのピン穴を有することを特徴とする請求項３に記載のレーザ加工用マスク。
【請求項５】
前記マスクシートは、マスク穴をエッチング加工され、マスク穴以外の窓穴をマスク穴とは別工程で形成されていることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工用マスク。
【請求項６】
異なるマスク穴の配列パターンを有する列を複数列備えたレーザ加工用マスクの製造方法であって、
マスクシートに前記複数列の一の列に対応する位置に所定の穴径のマスク穴の列をエッチング加工する工程と、
前記マスクシートに前記一の列の他の列に対応する位置に連続する窓穴を加工する工程と、
前記マスク穴の列と前記窓穴とを形成された各マスク穴列の位置が異なる複数のマスクシートを積層する工程とを有することを特徴とするレーザ加工用マスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ加工用マスク及び該レーザ加工用マスクの製造方法に係り、特に、マスクシートを多数重ねて形成したレーザ加工用マスク及び該レーザ加工用マスクの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レーザ加工装置を用いた穴あけ加工において、レーザビームの照射域に複数個の穴あけ用の穴パターンを持つマスクを設置し、そのマスクを通してレーザビームを照射することにより、同時に複数個の穴あけを可能としている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ここで、上述のマスクについて図を用いて説明する。図１は、７パターンのマスク穴１が加工された従来のマスク２を示す図である。ここでは、１枚のマスクシート３内に、７パターンのマスク穴１がエッチング加工されている。
【０００４】
例えば、１列目と２列目に形成されたパターン１とパターン２のマスク穴は、マスク穴径の大きさがφ０．１２ｍｍ、穴数が５６個であり、３列目に形成されたパターン３のマスク穴は穴径がφ０．１６ｍｍ、穴数が５６個となっている。また、同一列内では穴径は同一であり、列毎に穴径と個数を変化させたパターンが形成されている。これにより、レーザビームの照射域を所望する加工形状に合うマスクパターンの列に合わせて照射することにより複数の加工地点へのレーザ加工を実現している。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−３２３７８８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記マスクは、エッチング加工でマスク穴を形成して作製するが、この場合、１枚のマスクシート内にマスク穴径の大小のパターンを同時に一括して形成することとなる。したがって、エッチング液の濃度、温度、エッチング時間等の穴の形成に必要なパラメータの設定を１つのマスク穴径に合わせることができず、エッチング加工の設定値に対して穴精度のバラツキが大きくなるという問題が生じてしまう。
【０００７】
そこで、上述の問題に対応するため、同一のマスクを複数枚作製し、その中で精度を確保している物のみ実際のレーザ加工用のマスクとして使用するようにしているが、この場合には、歩留まりが悪く、無駄な時間とコストを要してしまう。
【０００８】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、複数の穴径のマスク穴パターンを有するレーザ加工用マスクを高精度に、かつ、歩留まり良く製造することのできるレーザ加工用マスク及び該レーザ加工用マスクの製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明は、異なるマスク穴の配列パターンを有する列を複数列備えたレーザ加工用マスクであって、前記複数列の一の列に対応する位置には所定の穴径を有するマスク穴の列が形成され、前記複数列の他の列に対応する位置には連続する窓穴が形成されたマスクシートを有し、前記複数列の列毎に前記マスク穴の列の位置が異なる複数のマスクシートが積層して形成されることを特徴とする。
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、１枚のマスクシートに形成された穴径の等しいマスク穴をエッチング加工すればよいため、マスク穴を高精度に形成することができる。更に、マスク穴が異なるパターンのマスクシートを多数重ねることによりレーザ加工用マスクを作製することができる。
【００１１】
請求項２に記載された発明は、前記窓穴が、マスク穴の列が露出する寸法に設定されることを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、マスクシートを積層するとき、マスク穴が他のマスクシートにより塞ぐことがなく、高精度なレーザ加工を実現することができる。
【００１３】
請求項３に記載された発明は、前記マスクシートを積層するためのマスクホルダーを有することを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、マスクシートを容易に積層することができ、更には、積層されたマスクの全列にマスク穴がくるように位置決めすることができる。
【００１５】
請求項４に記載された発明は、前記マスクシートは、前記マスクホルダーに備えた固定ピンに挿通させるためのピン穴を有することを特徴とする。
【００１６】
請求項４記載の発明によれば、ピン穴を有することで、積層されたマスクホルダーに備えた固定ピンに挿通させることで、容易に固定設置することができる。これにより、マスクシートの移動も容易に行うことができ、また、位置ずれが生じることがない。
【００１７】
請求項５に記載された発明は、前記マスクシートは、マスク穴をエッチング加工され、マスク穴以外の窓穴をマスク穴とは別工程で形成されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項５記載の発明によれば、マスク穴の設定条件に基づいて、エッチング加工することができるため、高精度なマスク穴を形成することができる。これにより、歩留まり良くマスクを形成することができる。
【００１９】
請求項６に記載された発明は、異なるマスク穴の配列パターンを有する列を複数列備えたレーザ加工用マスクの製造方法であって、マスクシートに前記複数列の一の列に対応する位置に所定の穴径のマスク穴の列をエッチング加工する工程と、前記マスクシートに前記一の列の他の列に対応する位置に連続する窓穴を加工する工程と、前記マスク穴の列と前記窓穴とを形成された各マスク穴列の位置が異なる複数のマスクシートを積層する工程とを有することを特徴とする。
【００２０】
請求項６記載の方法の発明によれば、複数の穴径を高精度に形成することができ、保留まりよく高精度なマスク穴を有するレーザ加工用マスクを提供することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
最初に、本発明におけるレーザ加工用マスクが使用された実施の形態について説明する。
【００２２】
図２は、レーザ加工装置の概略構成の一例を示す図である。レーザ加工装置１１は、レーザ発振器１２と、レーザ光量無段階調整機構１３と、均一光学系１４と、反射ミラー１５と、ガルバノスキャナ１６と、と、マスク１７と、加工基板１８とから構成されている。
【００２３】
ここで、レーザ光量無段階調整機構１３は、絞り機構とこれを駆動するステッピングモータを含んでおり、カメラの絞り機構のような原理で、入射するレーザの光量を調整するものである。また、均一光学系１４は、入射用集光レンズ２１とカライド反射鏡２２とを含む。カライド反射鏡２２は、内部での多重反射を利用してレーザビームエネルギーの強度分布を均一にし、レーザビームの断面形状を長四角形にする。均一光学系１４により長四角形の断面形状となったレーザビームは、ガルバノスキャナ１６により偏光され、複数個の加工用のマスク穴パターンを持つマスク１７を通過して、加工基板１８の複数の加工地点に同時に照射され加工が行われる。
【００２４】
また、ガルバノスキャナ１６は、レーザビームをＸ軸方向に偏向させる第１のガルバノミラー２３と、第１のガルバノミラー２３からのレーザビームをＹ軸方向に偏向させる第２のガルバノミラー２４とを有する。
【００２５】
レーザ発振器１２から出射したレーザビームは、レーザ光量無段階調整機構１３と均一光学系１４とを通過し、反射ミラー１５で反射され、ガルバノスキャナ１６の第１のガルバノミラー２３に入射される。第１のガルバノミラー２３に入射されたレーザビームは、Ｘ軸方向に偏向され、第２のガルバノミラー２４でＹ軸方向に偏向される。ガルバノスキャナ１６で偏向されたレーザビームは、マスク穴を有するマスク１７に照射され、加工基板１８にマスク穴に対応した複数の加工穴が形成される。
【００２６】
次に、本発明のマスクについて説明する。尚、本実施例によるマスクは、上記マスクに相当するものであり、説明の便宜上、図１に示した穴パターンと同一のパターンを有するマスクとして説明する。
【００２７】
図３は、本実施例のマスクを構成する一部のマスクシートを示す図である。図３（ａ）は１枚目のマスクシート３２、図３（ｂ）は２枚目のマスクシート３３を示している。ここで、本実施例のマスクは７枚のマスクシートにより構成されているが、本発明においてはこの限りではなく、少なくとも１枚以上のマスクシートを用いる。
【００２８】
図３（ａ）に示すように、１枚目のマスクシート３２は、第１列目にパターン１のマスク穴３４が形成されている。第２列目から第７列目に対応する位置には、矩形形状の窓穴３５が形成されている。マスクシート３２の４端には、位置決めピン穴３６が形成されている。なお、窓穴３５の幅ｗは、マスク穴の列が露出する寸法に設定される。また、窓穴３５の形状は、矩形形状に限定されず、マスク穴が露出する形状であれば良い。
【００２９】
また、図３（ｂ）に示す２枚目のマスクシート３３は、第２列目にパターン２のマスク穴３９が形成されている。第１列目、及び第３列目から第７列目に対応する位置には、同様に、矩形形状の窓穴３５が形成されている。マスクシート３３の４端には、位置決めピン穴３６が形成されている。
【００３０】
また、３枚目から７枚目までのマスクシートも同様に、パターン３からパターン７までのマスク穴がそれぞれのマスクシートに１列だけ形成され、マスク穴が形成された列以外は窓穴３５が形成されている。
【００３１】
上述のように形成されたマスクシートは、マスクシートをマスクホルダー上に積層して構成される。図４は、本発明におけるレーザ加工用マスクを示す一例の斜視図であり、図５は、本発明におけるマスクホルダーの一例を示す図である。マスクホルダー３８は、中央部に開口部３８ｂを持つ額縁状の枠体３８ａからなり、その４端にマスク固定用のピン３７が立設されている。
【００３２】
マスクホルダー３８は、上述したように７枚のマスクシートを積層してマスク３１を構成するが、この際、各マスクシートの４端に形成されたピン穴３６にマスクホルダー３８のピン３７を挿通して積層していく。これにより、各マスクシートは正確に位置決めされた状態でマスクホルダー３８に固定される。図４に示したマスク３１は、パターン１のマスク穴３４が形成されたマスクシート３２が最上部となるようにして積層したものであるが、マスクシートの積層順序は特にこれに限るものでない。
【００３３】
このようにマスクシートを積層して構成したマスク３１の各マスクシートに形成されたマスク穴は、他のマスクシートに形成された窓穴３５によって塞がれることなく露出する。したがって、マスク穴は上下に貫通した状態となり、マスク３１としては７列の貫通したマスク穴パターンが形成されたマスク３１となる。
【００３４】
次に、本発明のマスクに形成されたマスクシートの製造方法について説明する。
【００３５】
図６は、マスクシート４１の製造方法の一例を示す図であり、図７は、エッチング装置５１の一構成例を示す図である。
【００３６】
マスクシート４１の製造方法では、まず所定枚数のマスクシート４１が用意されるが、マスクシート４１の材料としては、レーザビームを良く反射し熱伝導性の良好な材料、例えばＳＵＳやベリリウム銅、無酸素銅を使用している。また、マスクシート４１の製造方法として比較的安価であるエッチング加工が採用される。
【００３７】
マスクシートにおけるマスク穴の作製手順は、最初に、図６（ａ）に示すマスクシート４１の表面の吸着物を除去して、レジスト４２とマスクシート４１との密着を良くするために熱処理を行う。そのとき、必要に応じてマスクシート４１の洗浄をする。次に、図６（ｂ）に示すように、マスクシート４１の両面の表面全体にレジスト４２を均一に塗布する。レジスト塗布後、塗布膜中に残存する溶剤を除くために、熱処理を行う。更に、図６（ｃ），（ｄ）に示すように、レジスト４２上にフォトマスク４３を被せて露光する。露光後、現像することにより、レジスト４２に開口４４が形成されたレジストパターンを得る。更に、エッチング前にレジスト４２とマスクシート４１との密着を良くするために熱処理を行う。
【００３８】
図６に示すように、レジスト４２の一部が開口したレジスト付マスクシート４５をエッチング装置５１にセットする。エッチング装置５１の搬入口からレジスト付マスクシート４５をコンベアー５２で移動させ、コンベアー５２の上下方向に固定されているシャワー機構５３からエッチング液５４を噴射させる。レジスト付マスクシート４５の両面にエッチング液５４を噴射することにより、図６（ｅ）に示すように、レジスト４２が塗布されていない部分のマスクシート４１が削除され、マスク穴４６が形成される。図６（ｆ）は、図６（ｅ）の円線部分の拡大図を示し、マスク穴４６の中央部の直径が小さく、上下方向ほど直径が大きくなる形状に形成されている。図６（ｇ）に示すように、マスクシート４１にマスク穴４６が形成された後、マスクシート４１に塗布されたレジスト４２を剥離する。
【００３９】
マスク穴４６が形成された後、マスク穴４６以外の窓穴３５の形成を行うが、窓穴３５の加工方法としてはエッチング加工の他、レーザ加工や機械加工等の精密加工により窓穴３５を形成することができる。なお、窓穴３５の形状については、正確な寸法等を設定する必要がなく、マスクシートを積層するとき、他のマスクシートのマスク穴を塞ぐことがないように形成されていればよい。
【００４０】
上述したマスクシートの製造方法によれば、一のエッチング工程で１枚のマスクシートに同一径のマスク穴を形成するため、一度に異なるマスク穴のエッチングにより生じる精度のバラツキがなく高精度なマスク穴を生成することができる。なお、マスク穴４６を形成する工程と窓穴３５を形成する工程との形成順序については、上述の限りではなく、例えば、窓穴３５を先に形成してもよい。
【００４１】
上述したマスクシートの製造方法によりマスク穴４６の列が異なるマスクシートを複数作成し、マスクホルダー３８に位置決めして積層されることにより、本発明におけるレーザ加工用マスクを形成することができる。
【００４２】
上述したように本発明によれば、１枚のマスクシートに形成された穴径の等しいマスク穴をエッチング加工するため、マスク穴をパラメータ設定の通りバラツキなく形成することができる。
【００４３】
また、マスクシートを積層するとき、窓穴がマスク穴の列が露出する寸法に設定されるので、マスク穴が他のマスクシートにより塞ぐことがなく、所望する穴径の加工が実現できる。
【００４４】
また、マスクシートをマスクホルダーに積層して固定することにより、全列がマスク穴となるマスクを設置することができる。
【００４５】
また、パターンが異なるマスク穴が形成された多数のマスクシートの４端を位置決めピン穴で固定することにより、多数のマスクシートを正確に固定することができる。
【００４６】
また、穴径が等しい１列のマスク穴をエッチング加工することにより、エッチングの条件を穴径に適した設定にすることができる。なお、窓穴はマスク穴とは別工程で形成するため、マスク穴の精度に影響を及ぼすことがなく、歩留まり良く高精度なレーザ加工用マスクを形成することができる。
【００４７】
また、複数の穴径を高い精度で形成することができ、高精度のレーザ加工用マスクを得ることが可能となる。
【００４８】
以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
【００４９】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、複数の穴径のマスク穴パターンを有するレーザ加工用マスクを高精度に、かつ、歩留まり良く製造することのできるレーザ加工用マスク及び該レーザ加工用マスクの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】７パターンのマスク穴が加工された従来のマスクを示す図である。
【図２】レーザ加工装置１１の概略構成の一例を示す図である。
【図３】本実施例のマスクを構成する一部のマスクシートを示す図である。
【図４】本発明におけるレーザ加工用マスクを示す一例の斜視図である。
【図５】本発明におけるマスクホルダーの一例を示す図である。
【図６】マスクシートの製造方法の一例を示す図である。
【図７】エッチング装置の一構成例を示す図である。
【符号の説明】
１，４６  マスク穴
２，１７  マスク
３，３２，４１  マスクシート
１１  レーザ加工装置
１２  レーザ発振器
１３  レーザ光量無段階調整機構
１４  均一光学系
１５  反射ミラー
１６  ガルバノスキャナ
１８  加工基板
２１  入射用集光レンズ
２２  カライド反射鏡
２３  第１のガルバノミラー
２４  第２のガルバノミラー
３５  窓穴
３６  位置決めピン穴
３７  ピン
３８  マスクホルダー
４２  レジスト
４３  フォトマスク
４５  レジスト付マスクシート
５１  エッチング装置
５２  コンベアー
５３  シャワー機構
５４  エッチング液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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